阳离子双子表面活性剂驱油机理研究

阳离子双子表面活性剂驱油是一项原油开采新技术，该技术利用双子表面活性剂比普通表面活性剂具有更低的临界胶束浓度和更高的界面活性来进行原油驱替，具有扩大波及体积和提高微观洗油效率的双重特性。通过研究阳离子双子表面活性剂与不同原油形成超低界面张力的基本原理及阳离子双子表面活性剂在油层矿物上的吸附特性，建立阳离子双子表面活性剂在液-液界面上界面张力模型和在固-液界面上的吸附模型，分析阳离子双子表面活性剂分子在界面膜上的排列规律。再利用可视化岩心驱替装置，研究阳离子双子表面活性剂的微观驱油过程，建立阳离子双子表面活性剂的微观驱油机理，为阳离子双子表面活性剂在油田三次采油领域的应用提供理论支持。

利用实验室合成的9种阳离子双子表面活性剂，评价其降低原油/水的界面张力的能力，随疏水链的长度的加大，降低界面张力的能力加大。其中16-2-16双子表面活性剂溶液与原油的界面张力的最小值在0.0006-0.0007mN/m之间，阳离子双子表面活性剂与十二烷基苯磺酸盐摩尔复配比为3:7，油水界面张力降低至10-5数量级。测定了6种阳离子双子表面活性剂在石英砂和蒙脱土表面上的吸附，阳离子双子表面活性剂的吸附符合Langmuir单分子层吸附规则，拟合度大于95%。阳离子双子表面活性剂在固液界面上的吸附规律为：相同联结基长度、不同疏水烷基链长度，饱和吸附量随着疏水烷基链长度的增加而增大；不同联结基长度、相同疏水烷基链长的阳离子双子表面活性剂的饱和吸附量随着连接基长度的增加而降低。确定驱油用表面活性剂体系为：12-4-12阳离子表面活性剂与LDS复配，复配比为3:7，体系注入浓度为500 mg/L，注入体积为0.5 PV，后续注入清水，驱油效果最佳，阳离子双子表面活性剂的驱油效果明显优于普通阳离子表面活性剂。运用微观驱油模型，研究了普通表面活性剂与阳离子双子表面活性剂驱油体系的微观驱油过程，明确了阳离子双子表面活性剂驱油机理为降低油/水界面张力、改变岩石表面润湿性、聚并形成油带及乳化。通过本项目的研究，为油田在一次采油或二次采油方法之后，进一步提高原油采收率提供了一种表面活性剂驱油的新技术。.本项目组所有研究人员中除了毕业的研究生外，其他主要研究成员没有出现中途调离或者离开的现象。在完成本项目的过程中，共发表论文6篇，申请发明专利2项，达到了本项目的计划要求。